4 Электрический расчёт избранных

ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ

4.1 Расчёт задатчика интенсивности

Упрощённая принципиальная электрическая схема ЗИ приведена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 Упрощённая схема ЗИ для СУЭП.

Каскад на операционном усилителе (ОУ) DA1 представляет собой суммирующий усилитель с двухсторонним ограничением. Порог ограничения задаётся двухсторонним стабилитроном VD1. Подстроечный резистор R4 позволяет регулировать усиление каскада в линейном режиме. Если через R4′ обозначить незакороченную часть R4, то при правильной настройке: .

Практически выбираем , а кОм.

Следовательно, кОм (стандартный ряд Е24)..

Сопротивление кОм. Выбираем согласно стандартному ряду Е24 кОм.

Для практического применения: , тогда

.

Обозначим через незакороченную часть , тогда:

;

кОм,

Выбираем согласно стандартному ряду Е24 кОм. Тогда кОм. Согласно стандартному ряду Е24 выбираем кОм.

Каскад на ОУ DA3 представляет собой интегратор.

Постоянная интегрирования:

.

Принимаем , тогда:

кОм. Согласно стандартному ряду Е24 выбираем кОм.

Выбираем ОУ: DA1, DA2, DA3: 140УД17А: .

Выбираем VD1: 2С 210Б. (Ном. Напряжение В).

4.2 Выбор и расчёт датчика скорости

В качестве датчика скорости выбираем тахогенератор (ТГ) постоянного тока. Тип ТГ определяется по таблице 2.3 [1] с учётом следующих условий:

. (4.1)

.

.

Выбираем ТД – 101 со следующими параметрами:

.

Для выбранного ТГ производим расчёт ФНЧ, предназначенного для подавления зубцовых и коллекторных пульсаций.

Тип ФНЧ выбираем из условия:

. (4.2)

.

Применяем пассивный ФНЧ с делителем напряжения [1]. Схема включения ФНЧ в цепь ТГ показана на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 Пассивный ФНЧ в цепи ТГ.

Частоту среза ФНЧ выбираем такой, чтобы на частоте 100 Гц получить подавление сигнала на 10…15 дБ. Чтобы не получилось слишком низкой, принимаем порядок ФНЧ равный двум.

Для двух точек и составим уравнения прямой:

.

Так как ,то ,тогда 20lgk_фнч=-6,83.

;

; (4.3)

.

Принимаем , тогда:

.

Величины находим из соотношений:

(4.4)

Принимаем , тогда:

.

Проверяем соотношения:

;

4.3 Выбор датчика тока

Так как по заданию требуется датчик тока (ДТ) с гальванической развязкой, то используем ДТ с высокочастотным преобразованием и трансформаторной развязкой. Принципиальная электрическая схема ДТ с ВЧ трансформаторами показана на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 Принципиальная электрическая схема

ДТ с ВЧ трансформаторами.

Сопротивление шунта для равно

На ОУ DA3 реализован ФНЧ второго порядка, частота среза которого выбирается равной 2 кГц . Коэффициент усиления фильтра К=2. Расчёт этого ФНЧ производится согласно таблице 2.2 [1]:

Для ФНЧ второго порядка

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

4.4 Расчёт формирователей сигнала

РАССОГЛАСОВАНИЯ

В качестве формирователя сигнала рассогласования применяется разностный усилитель.

Формирователь сигнала рассогласования по обратной связи по скорости совмещает в себе также регулятор скорости и ограничитель. Для его реализации используется разностный усилитель с ограничением. Схема разностного усилителя с ограничением показана на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 Разностный усилитель с ограничением.

Расчёт разностного усилителя производится согласно таблице 2.2 [1]:

; ;

.

Принимаем .

Для реализации формирователя рассогласования по обратной связи с датчика тока используется разностный усилитель. Схема разностного усилителя показана на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 Разностный усилитель.

Принимаем , , тогда:

.

Выбираем DA1: 140УД17А: , .

4.3.2 Расчет ФНЧ в цепи датчика тока.

ФНЧ служит для подавления высоких частот в спектре сигнала, так как их присутствие может привести к частичной потере управляемости управляемым выпрямителем. Для лучшего подавления рекомендуется брать ФНЧ не ниже второго порядка. Выбираем фильтр третьего порядка, его схема представлена на рисунке 4.5.

Рисунок 4.7. Схема ФНЧ-3.

Найдем номиналы сопротивлений и емкостей ФНЧ:

примем

.